Organismi viventi e virus, Esame di Biologia e Genetica applicata

SISTEMA/APPARATO

Insieme di organi con compiti differenti, ma che partecipano tutti allo svolgimento della stessa funzione generale.

Apparato → si tratta di organi con diversa origine embriologica (es. apparato digerente).

Sistema → si tratta di organi con la medesima origine embriologica (es. sistema nervoso).

ORGANISMO

Essere vivente dotato di una struttura completa in cui una serie di sistemi/apparati lavorano insieme in maniera funzionale e interdipendente.

CLASSIFICAZIONE DEGLI ORGANISMI VIVENTI

In base al numero di cellule che li compongono, gli organismi viventi possono essere classificati in:

• UNICELLULARI = formati da una singola cellula (es. batteri, protozoi, ecc...).
• PLURICELLULARI = formati da più cellule interdipendenti (es. piante e animali).

In base all'organizzazione cellulare, gli organismi viventi possono essere classificati in:

• PROCARIOTI = organizzazione cellulare semplicistica. Non è presente un vero e proprio nucleo, il DNA si...

Trova nel citosol, in una regione detta nucleoide, sottoforma di groviglio non ben definito. Non possiedono citoscheletro né organuli cellulari, ad eccezione dei ribosomi. Esempio: Batteri.

EUCARIOTI = organizzazione cellulare complessa. Presentano un nucleo ben definito e delimitato, separato dal citoplasma tramite l'involucro nucleare. Possiedono il citoscheletro e nel citoplasma sono presenti numerosi organuli cellulari. Esempio: Uomo, animali, piante, ma anche protozoi e alghe - anche alcuni organismi unicellulari rientrano tra gli eucarioti.

METABOLISMO = insieme di reazioni chimiche che avvengono all'interno di una cellula o di un organismo e ne consentono lo svolgimento delle funzioni vitali, lo sviluppo e il mantenimento. Si articola in 2 fasi contrapposte:

ANABOLISMO = consiste nell'assimilazione delle sostanze nutritive e nell'insieme di reazioni di costruzione/bioformazione di molecole complesse a partire da molecole semplici (es.

Il metabolismo è l'insieme di tutte le reazioni chimiche che avvengono all'interno di un organismo vivente. Si può suddividere in due fasi principali:

ANABOLISMO: consiste nella sintesi di molecole complesse a partire da molecole più semplici. Questa fase richiede l'impiego di energia.

CATABOLISMO: consiste nella degradazione e demolizione di molecole grandi e complesse in molecole più piccole e semplici, da cui la cellula ricava energia.

In base al concetto di metabolismo, gli organismi viventi possono essere classificati in:

ETEROTROFI: non sono in grado di sintetizzare autonomamente le sostanze di cui hanno bisogno per vivere e devono ricavarle dall'ambiente esterno, introducendole ad esempio attraverso la dieta (es. uomo, animali). Utilizzano energia chimica.

AUTOTROFI: sono in grado di sintetizzare in modo autonomo le molecole organiche di cui hanno bisogno per sopravvivere, partendo da sostanze inorganiche semplici (es. piante, batteri). Utilizzano energia luminosa.

Gli autotrofi si dividono in:

FOTOSINTETICI: sfruttano l'energia solare (es. fotosintesi clorofilliana).

CHEMIOSINTETICI: sfruttano

L'energia liberata da particolari reazioni inorganiche (es. chemiosintesi batterica).

OMEOSTASI= attitudine propria degli esseri viventi al mantenimento di una condizione stazionaria interna, grazie a meccanismi che controllano e compensano l'influenza di fattori esterni e interni sull'organismo. Es. mantenimento delle componenti chimiche e del pH del sangue, gestione della glicemia, regolazione della temperatura corporea, ecc...

RIPRODUZIONE= capacità degli organismi viventi di dare origine ad altri individui della stessa specie. Può essere:

• ASESSUATA → SCISSIONE BINARIA (es. nei batteri). Non richiede l'unione dei gameti. Un esemplare dà origine ad un altro esemplare uguale a se stesso.
• SESSUATA → MITOSI E MEIOSI (es. nell'uomo). Richiede l'unione dei gameti. Gamete maschile = SPERMATOZOO (23 cromosomi). Gamete femminile = CELLULA UOVO FUNZIONALE (23 cromosomi).

EVOLUZIONE= processo di adattamento delle popolazioni

All'ambiente circostante. Richiede intere generazioni per perfezionarsi e ha come risultato un cambiamento generalizzato nelle caratteristiche dei componenti di tali popolazioni. Come viene riportato anche dalle teorie evoluzionistiche di Darwin, sopravvivono e proseguono l'evoluzione solo i soggetti più idonei ad adattarsi.

I PROCARIOTI sono uno dei 2 principali domini in cui sono suddivisi gli organismi viventi e sono rappresentati esclusivamente da organismi unicellulari.

CARATTERISTICHE DEI PROCARIOTI:

• Hanno dimensioni cellulari microscopiche = 0,3 - 2 micron;
• Organizzazione cellulare semplicistica. Non è presente un vero e proprio nucleo, il DNA si trova nel citosol, in una regione detta nucleoide, sottoforma di groviglio non ben definito;
• Rapide capacità riproduttive - scissione binaria;
• Grandi capacità di adattamento (sono in grado di colonizzare sia habitat comuni che habitat estremi);
• Non possiedono citoscheletro, non

Possiedono sistemi di endomembrane (non sono presenti diversi ambienti interni alla cellula e separati da membrane), non presentano organuli cellulari immersi nel citosol, ad eccezione dei ribosomi.

CLASSIFICAZIONE DEI PROCARIOTI

I procarioti possono essere ulteriormente suddivisi in 2 regni:

• ARCHEA-ARCHEOBATTERI: rappresentano i batteri più antichi, ossia i batteri primitivi. Possono colonizzare habitat comuni, ma sono detti estremofili perché in grado di vivere anche in condizioni estreme (es. notevoli profondità, assenza di ossigeno, aree vulcaniche, pozze di ghiaccio, acque estremamente salate, ecc...). Tra gli archeobatteri troviamo i batteri metanogeni, in grado di produrre metano.
• BACTERIA-BATTERI: sono i procarioti più numerosi e diversificati. Non comprendono solamente batteri patogeni come il botulino o la salmonella, ma anche batteri utili e fondamentali per l'organismo, come la flora batterica intestinale.

Le colonie definite commensali/simbionti, che contribuiscono all'integrità della mucosa intestinale, si oppongono alla proliferazione di altri batteri patogeni, ecc... Comprendono anche i micoplasmi = particolari batteri privi di parete cellulare che vivono nel terreno, nelle acque di scarico e in alcuni casi nelle mucose umane. Sono le più piccole cellule viventi.

In base al tipo di respirazione cellulare e ai processi metabolici, i procarioti si possono classificare in:

• BATTERI AEROBI OBBLIGATI = possono vivere e produrre energia cellulare solo in presenza di O2 -> respirazione cellulare.
• BATTERI ANAEROBI OBBLIGATI = possono vivere e produrre energia cellulare solo in assenza di O2, perché privi degli enzimi necessari alla fosforilazione ossidativa -> processo di fermentazione. Es. Clostridium Botulinum (batterio che causa il botulino).
• BATTERI AEROBI/ANAEROBI FACOLTATIVI = sono in grado di vivere e di produrre energia cellulare sia in presenza che in assenza di O2.

trasporto verso l'interno di nutrienti ed altri elementi utili alla cellula e l'espulsione dei materiali di scarto garantendo l'omeostasi grazie alla permeabilità selettiva (consente il passaggio di solvente come l'acqua e di piccole molecole come l'ossigeno, mentre impedisce il passaggio di grandi molecole); è sede dei principali processi metabolici (respirazione cellulare, sintesi di lipidi, fotosintesi nei cianobatteri, ecc...), ed è il sito di ancoraggio di numerosi enzimi.

MESOSOMI= invaginazioni della membrana plasmatica verso il citoplasma che formano vescicole, tubuli o lamelle. Intervengono nella divisione cellulare, facilitando la separazione dei 2 filamenti di DNA batterico (mesosomi settali), contengono enzimi coinvolti nella sintesi dei componenti della parete cellulare (mesosomi biosintetici), contengono gran parte degli enzimi coinvolti nella respirazione cellulare (mesosomi respiratori).

CITOSOL= gel colloidale

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Composizione della cellula

La cellula è composta per l'80% da H₂O + sali minerali, proteine, zuccheri e lipidi, che occupano l'ambiente interno alla cellula e in cui sono immersi il materiale genetico, le inclusioni e i ribosomi.

Materiale genetico

DNA genomico = rappresentato da una singola molecola di DNA circolare, localizzata in una regione detta nucleoide.

DNA plasmidico = rappresentato dai plasmidi → singoli e brevi filamenti di DNA circolare contenenti geni non essenziali per la cellula, ma che possono conferirle caratteristiche come, ad esempio, la resistenza agli antibiotici. Non è presente in tutti i batteri.

Inclusioni

Le inclusioni sono accumuli di sostanze con funzione di riserva energetica all'interno della cellula (es. glicogeno, granuli di zolfo e fosfato, ecc...).

Ribosomi

I ribosomi sono molecole responsabili della traduzione dell'mRNA e della conseguente sintesi proteica.